DE2843191C2

DE2843191C2 - Projection arrangement with light pen scanning

Info

Publication number: DE2843191C2
Application number: DE2843191A
Authority: DE
Inventors: Anthony George Dewey; Glenn Tavernia San Jose Calif. Sincerbox
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1977-10-31
Filing date: 1978-10-04
Publication date: 1984-03-29
Also published as: IT1159148B; FR2410326A1; IT7828244A0; FR2410326B1; DE2843191A1; JPS5631013B2; JPS5468117A; GB1578310A; CA1113619A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Anordnung, wie sie dem Oberbegriff des Patentanspruchs I zu entnehmen ist.The invention relates to an arrangement as can be found in the preamble of claim I.

Wechselwirkend-Projektionsabbildungssysteme gestatten der Bedienung eine Steuerungsauswahl aus einer größeren Anzahl von zur Verfügung stehenden Steuerungsmöglichkeiten. Derartige Projektionssysteme sind dementsprechend mit Auswahlmitteln und/oder einer Positionsanzeigeranordnung ausgestattet. Eine Tastatur, ein Steuerungshebel oder eine Lichtgriffel- ^b5 steuerung dienen generell als Auswahlmittel, wobei ein Läufer als Positionsanzeiger vorgesehen sein kann.Interactive projection imaging systems allow the operator to select a control from a larger number of available control options. Such projection systems are accordingly equipped with selection means and / or a position indicator arrangement. A keyboard, a control lever or a light ^pen control generally serve as selection means, it being possible for a runner to be provided as a position indicator.

Ein Wechsel wirkend- Projektionsabbiidungssystem mit Lichtgriffelsteuerung ist im US-Patent 38 25 730 beschrieben. Das dort gezeigte Zweiwegprojektionssystem wählt die angeforderte Eingangsinformation aus einer größeren Anzahl von auswählbaren Informationen aus, indem die jeweilige Lage eines lichtemittierenden Lichtgriffels in einer Photoelementmatrix für diesen Zweck ausgenutzt wird. Ein derartiges Steuerungssystem ist beschränkt auf die Verwendung eines Festwertspeichers sowie einer festen Anzahl von Auswahlmöglichkeiten, die sdch aus der Anzahl der Photoelemente in der Photoelementmatrix ergibt.An interactive projection imaging system with light pen control is shown in U.S. Patent 3,825,730 described. The two-way projection system shown there selects the requested input information from a large number of selectable information by adding the respective position of a light-emitting light pen in a photo-element matrix for this Purpose is exploited. Such a control system is limited to the use of a Read-only memory as well as a fixed number of selection options, which sdch from the number of Photo elements in the photo element matrix results.

Lichtgriffelsteuerung zur Verwendung bei graphischem Eingang findet sich in der US-Patentschrift 33 99 401, wo die Bedienung eine Wechselsteuerung mit Hilfe eines vom Bildschirm getrennten Lichtgriffelsteuerungstableaus vornimmt. Da bei einem derartigen System nicht direkt über den Bildschirm mit dem Lichtgriffel eine Steuerung vorgenommen wird, muß die Tableausteuerung mit der Bildschirmsteuerung synchronisiert werden.Light pen control for use with graphic input is found in U.S. Patent 33 99 401, where the operation is an alternating control with the help of a light pen control panel that is separate from the screen undertakes. Since with such a system not directly via the screen with the If a light pen control is carried out, the panel control must be synchronized with the screen control will.

Die Läuferfunktion bei einem Dateneingabegenerator wird in der US-Patentschrift 38 83 85! beschrieben und dient zur Codierung einer Nachricht in Digitalform, um so eine Datenbank für topographische Landschaftsangaben zu schaffen. Ein derartiges System verwendet keine Lichtgriffelsteuerung, benötigt jedoch einen Strahlteiler, der die Verwendung einer Lichtgriffelfunktion verbietet.The runner function in a data input generator is described in US Pat. No. 3,883,85! described and is used to encode a message in digital form to create a database for topographical landscape information. Such a system is used no light pen control, but requires a beam splitter that uses a light pen function forbids.

Lichtgriffelsteuerung zur Koordinatenanzeige auf einem Bildschirm fallen in zwei grundlegende Kategorien. Bei der ersten wird unabhängig von der Abbildung auf dem Bildschirm vorgegangen, wie es z. B. analog bei der Schallgriffelsteuerung gernäß der US-PatentschriftLight pen controls for displaying coordinates on a screen fall into two basic categories. In the first, the procedure is independent of the image on the screen, such as B. analog at the stylus control according to the US patent

36 92 936 vorgesehen ist. Bei der zweiten Kategorie wirkt ein Lichtgriffel mit einer Kathodenstrahlröhre zusammen, wobei ein photoempfindlicher Lichtgriffel auf die Photoemission vom Bildschirm ansprechen kann. Die Koordinaten des Lichtgriffels werden durch Zeitgebungssignale festgelegt, die sich aus der Bildwiederholungsschaltung able-ten las Jen.36 92 936 is provided. A light pen with a cathode ray tube works in the second category together, whereby a photosensitive light pen can respond to the photoemission from the screen. The coordinates of the light pen are determined by timing signals obtained from the refresh circuit Jen read the reading.

Diese grundlegende Lichtgriffelsteuerung besitzt zwei schwerwiegende Nachteile. Zum einen kann eine derartige Lichtgriffelsteuerung nicht mit einem Speicherdatensichtgerät, also mit einer Langzeitanzeige, zusammenwirken und zum anderen nur aufleuchtende Bereiche auf dem Bildschirm erfassen. Der erste Nachteil läßt sich vermeiden, wenn, wie gemäß dem US-Patent 40 20 281 bei einer Speicheranzeige während der Lichtgriffeloperation eine partielle Löschung und Wiedereinschreibung vorgesehen, wird. Der zweite Nachteil läßt sich durch verschiedene Maßnahmen ausschalten, die das Aufzeichnen eines speziellen L'iuchtmusters auf dem Bildschirm während der Lichtgriffeloperation einschließen, wie es ebenfalls in der zuletzt angegebenen US-Patentschrift beschrieben ist.This basic light pen control has two serious disadvantages. For one thing, a such light pen control not with a memory data display device, i.e. with a long-term display, work together and, on the other hand, only capture areas that are lit up on the screen. The first The disadvantage can be avoided if, as in US Pat. No. 4,020,281, during a memory display partial erasure and rewriting of the light pen operation is provided. The second Disadvantage can be eliminated by various measures that allow the recording of a special Include the lighting pattern on the screen during the light pen operation, as is also shown in of the last-cited US patent.

Eine Projektionsanzeige unter Lichtgriffelsteuerung, allerdings ohne Positionsanzeige, ist der US-PSA projection display under light pen control, but without a position display, is the US-PS

37 75 005 zu entnehmen. Zwei getrennte optische Systeme liegen hier vor, von denen das eine im sichtbaren Bereich des Spektrums zur Projektion und das andere im unsichtbaren Bereich des Spektrums zum wechselwirkenden Betrieb zwischen Projektionsabbildung und Bedienung dient. Nur ein sehr kleiner, fest vorgegebener Bereich der Projektionsabbildung ist für Licht im unsichtbaren Spektralbereich durchlässig.37 75 005. There are two separate optical systems here, one of which is im visible part of the spectrum for projection and the other in the invisible part of the spectrum for interactive operation between projection image and operation is used. Just a very small, tight one The specified area of the projection image is permeable to light in the invisible spectral range.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Projektionsanordnung mit Lichtgriffelabtastung zurThe object of the invention is therefore to provide a projection arrangement with light pen scanning

Positionsanzeige auszubilden, um durch den Lichtgriffel auf der Bildwand mit der projizierten Abbildung bezeichnete Orte koordinatenrnäßig erfassen zu können. Position indicator train to by the light pen on the screen with the projected image designated locations in terms of coordinates.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst, wie es dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 zu entnehmen istThis object is achieved according to the invention, as can be seen from the characterizing part of claim 1 is

Demgemäß wird abo die Erfindung durch eine Projektionsanordnung realisiert, das zusätzlich vom Projektionsschirm her in Wechselwirkung steuerbar ist. Hierbei wird das insbesondere über eine Lichtventilmatrix gelenkte Abbildungslicht im sichtbaren Spektralbereich auf einem Projektionsbildschirm projiziert und gleichzeitig eine Fadenkreuzabbildung auf dem Projektionsbildschirm abgebildet, welche, im Licht einer Wellenlänge, die außenhalb des spektralen Bereichs liegt, vorliegend, in vorteilhafter Weise einen zusätzlichen Spektralanteil zum zuerst genannten Lichtanteil darstellen kann. Die zusätzliche Spektralkomponente liegt also in einem besonderen Wellenlängenbereich, der sich aber durch die ProjektionsJampe selbst erfassen läßtAccordingly, the invention is abo by a Realized projection arrangement, which can also be controlled interactively from the projection screen. In this case, the imaging light directed in particular via a light valve matrix is in the visible spectral range projected on a projection screen and at the same time a crosshair image on the projection screen mapped, which, in light of a wavelength, the outside of the spectral range is, in the present case, an additional one in an advantageous manner Can represent spectral component to the first-mentioned light component. The additional spectral component is therefore in a special wavelength range, which is captured by the projection jampus itself leaves

Dem erfindungsgemäßen System ist weiterhin eine Lichtgriffelsteuerung zugeordnet die auf diese zusätzliche Spektralkomponente anzusprechen vermag, um in Verbindung mit einer, über die Projektionsfläche verschiebbaren Fadenkreuzabbildung die jeweilige Lichtgriffelposition auf dem Bildschirm erfassen zu können. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Abbildungen der Lichtventilmatrix und des Fadenkreuzes mit Hilfe von weißem Licht also mit Wellenlängen zwischen 03 μπι bis 0,7 μΐπ. bereitgestellt. Die zusätzliche Spektralkomponente für die Fadenkreuzabbildung zum Zwecke der Lichtgriffelsteuerung liegt in einem Wellenlängenband des nahen Infrarotbereichs, nämlich zwischen 0,7 μπι bis 1,0 μπι. Die Läuferfunktion wird in vorteilhafter Weise mit Hilfe der sichtbaren Fadenkreuzabbildung auf dem Projektionsschirm ausgeführt. Der Fadenkreuzschnittpunkt dient dabei zur Anzeige der Ausgangskoordinatenpunkte auf dem Projektionsschirm.The system according to the invention is also assigned a light pen control which is additional to this Capable of addressing a spectral component, in order to, in connection with a, over the projection surface movable crosshair image to capture the respective light pen position on the screen can. In a preferred embodiment of the invention, the images are made of the light valve matrix and the crosshair with the help of white light, i.e. with wavelengths between 03 μπι to 0.7 μΐπ. provided. The additional spectral component for crosshair imaging for the purpose of light pen control lies in a wavelength band of the near infrared range, namely between 0.7 μπι to 1.0 μπι. The runner function is carried out in an advantageous manner with the aid of the visible crosshair image on the projection screen executed. The crosshair intersection is used to display the initial coordinate points on the projection screen.

Bei der Lichtgriffelsteuerung werden aufeinanderfolgend Horizontal- und Vertikalteil des Fadenkreuzläufers in rascher Folge über den Projektionsschirm geführt. Unter an sich bekannter Lichtgriffelerregung wird dann der Vorübergang der Fadenkreuzabbildung innerhalb des nahen Infrarotbereichs erfaßt. Die jeweilige Lage des Lichtgriffels ergibt sich aus der Kenntnis der Position des Fadenkreuzläufers zum Zeitpunkt der Erfassung.With the light pen control, the horizontal and vertical parts of the crosshair are successively in quick succession across the projection screen. Under known light pen excitation the transition of the crosshair image within the near infrared range is then detected. the The respective position of the light pen results from the knowledge of the position of the crosshair to the Time of acquisition.

Eine derartige Lichtgriffelsteuerung über der gesamten Bildfläche mit hierauf projizierter Abbildung ist mit der bereits erwähnten Anordnung nach der US-PS 37 75 005 jedoch völlig unmöglich, da hier nur ein kleiner, fest vorgegebener Oberflächenbereich der Projektionsabbildung für den unsichtbaren Spektraibereich lichtdurchlässig ausgebildet ist und demgemäß nur ein sehr kleiner Bildausschnitt durch den Lichtgriffel zu erfassen ist. Hierdurch wird dann aber eine koordinatenmäßige Erfassung beliebiger Bildorte gänzlich ausgeschlossen, se daß die bekannte Anordnung zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe überhaupt ungeeignet ist.Such a light pen control over the entire image area with an image projected thereon is included the above-mentioned arrangement according to US-PS 37 75 005, however, completely impossible, since there is only one small, fixed predetermined surface area of the projection image for the invisible spectral range is made translucent and accordingly only a very small image section through the light pen to capture is. As a result, however, a coordinate-based acquisition of any desired image locations is then completely excluded that the known arrangement for solving the problem underlying the invention is unsuitable at all.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous further developments and refinements of the invention can be found in the subclaims.

Die Erfindung soll anschließend anhand einer Ausführungsbeispielsbp-schreibung mit Hilfe der unten aufgeführten Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigtThe invention will then be based on an exemplary embodiment description with the aid of the below listed drawings are explained in more detail. It shows

F i g. 1 eine schematische Darstellung der Projektionsanordnung gemäß der Erfindung,F i g. 1 shows a schematic representation of the projection arrangement according to the invention,

Fig.2 einen Spektralbereichausschnitt zur Erläute- -> rung der Betriebsweise der Erfindung,2 shows a spectral range section to explain -> tion of the mode of operation of the invention,

F i g. 3 eine schematische Ansicht der Fadenkreuzanordnung und -steuerung,
F i g. 4 einen Lichtgriffel, teilweise im Schnitt,
Fig.5 eine graphische Darstellung zur Erläuterung κι der Wechselwirkungssteuerung zwischen Lichtgriffel und Läuferfunktion,F i g. 3 is a schematic view of the crosshair arrangement and control;
F i g. 4 a light pen, partly in section,
5 shows a graphic representation to explain κι the interaction control between light pen and runner function,

Fig.6 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der Projektionsanordnung gemäß der Erfindung,6 shows a schematic representation of a first Embodiment of the projection arrangement according to the invention,

is F i g. 7 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die in F i g. 1 gezeigte Projektionsanordnung besteht aus dem Projektor 10, der das Bild einer hier nicht besonders gezeigten Lichtventilmaxrix auf einem Projektionsschirm 12 abbildet. Gleichzeitig befinden sich auf dem Projektionsschirm 12 auch die Abbildungen 14 und 16 der Fadenkreuzdruäte, die sich einander im Punkt 18 schneiden, um den Bczugskoordinatenpunkt auf dem Projektionsschirm 12 anzuzeigen und so die Läuferfunktion bereitzustellen. Ein Lichtgriffel 20 wirkt über sein Ende 22 direkt mit dem Projektionsschirm 20 zusammen. Während des Lichtgriffelbetriebs werden die Abbildungen 14 und 16 der Fadenkreuzdrähte in rascher Aufeinanderfolge über den Projektionsschirm 12 bewegt Die Erregung des Lichtgriffels 20 in jo üblicher Weise läßt den Durchgang der Fadenkreuzdrahtabbildungen 14 und 16 mit seiner Hilfe erfassen, weil er auf die Lichtkomponente im zusätzlichen, also unsichtbaren Spektralbereich anspricht der ja speziell zur Projektionsabbildung des Fadenkreuzes vorgesehen ist Die Lage des Lichtgriffelendes 22 auf dem Projektionsschirm 12 läßt sich durch Kenntnis der Lage der Fadenkreuzdrahtabbildungen 14 und 16 zum Zeitpunkt ihrer Erfassung festlegen.is F i g. 7 shows a second embodiment of the invention. The in F i g. The projection arrangement shown in FIG. 1 consists of the projector 10, which does not show the image here especially shown light valve maxrix on a projection screen 12 images. At the same time The images 14 and 16 of the cross-hairs, which are mutually exclusive, are also shown on the projection screen 12 intersect at point 18 to the reference coordinate point display on the projection screen 12 and thus provide the runner function. A light pen 20 interacts directly with the projection screen 20 via its end 22. During light pen operation displays 14 and 16 of the crosshair wires in rapid succession across the projection screen 12 moves The excitation of the light pen 20 in the usual manner allows the crosshair images to pass through 14 and 16 capture with his help, because he is on the light component in the additional, so invisible spectral range, which is specifically intended for projection imaging of the crosshairs The position of the light pen end 22 on the projection screen 12 can be determined by knowing the position of the crosshair images 14 and 16 at the time of their acquisition.

Die als Läufer dienenden Fadenkreuzdrähte sind lichtundurchiässig, so daß ihre Abbildungen 14 und 16 aiif dem Projektionsschirm schwarz erscheinen. Die Lichtventilmatrix (L V) kann in ihrer Wirkung entweder subtraktiv oder additiv sein. Mit subtraktiv wirkender Lichtventilmatrix ist der Projektionsschirm normalerweise leuchtend, wobei dann die Aufzei :hnung-.bereiche der Abbildung entsprechend dunkler erscheinen. Bei additiv wirkender Lichtventilmatrix ist der Projektionsschirm normalerweise dunkel, wohingegen dann die Aufzeichnungsbereiche der Abbildung mehr oder weniger hell erscheinen. In beiden Fällen jedoch sind die dunklen Bereiche des Bildschirms nicht völlig schwarz, da das begrenzte Kontrastverhältnis für die Abbildung in Betracht zu ziehen ist.The crosshair wires serving as runners are opaque, so that their images 14 and 16 appear black on the projection screen. The effect of the light valve matrix (LV) can either be subtractive or additive. With a subtractive light valve matrix, the projection screen is normally luminous, with the recording areas of the image then appearing correspondingly darker. In the case of an additively acting light valve matrix, the projection screen is normally dark, whereas the recording areas of the image then appear more or less bright. In both cases, however, the dark areas of the screen are not completely black, as the limited contrast ratio for the image must be taken into account.

Das bedeutet, daß die Fadenkreuzschnittpunktabbildung 18 in allen Punkten des Projektionsschirms erfaßbar sein muß; im Prinzip könnte sit? dann auch durch eine Lichtgriffelanordnung 20 erfaßt werden, die im sichtbaren Bereich des Spektrums empfindlich ist. Jedoch muß hierh^i aber berücksichtigt werden, daß der Signalpegel der Projektionsschirmanzeige im weiten Bereich zwischen dunklen und hellen Stellen des Projektionsschirms variieren kann, so da3 es für die Anwendung der Erfindung vorteilhaft ist, die Fadenkreuzdrähte gleichförmig unter Einwirkung einer zusätzlichen Spek'^alkomponente über den Projektionsschirm zu bewegen, wobei die zusätzliche Spektralkomponente außerhalb des sichtbaren Spektralbereichs Hegt, wie er für die LichtventilmatrixprojektionThis means that the crosshair intersection point image 18 in all points of the projection screen must be detectable; in principle could sit? then also be detected by a light pen assembly 20, the is sensitive in the visible part of the spectrum. However, it must be taken into account here that the Signal level of the projection screen display in the wide range between dark and light areas of the Projection screen can vary, so that it is advantageous for the application of the invention to use the crosshair wires uniformly under the action of an additional spectral component over the projection screen to move, with the additional spectral component outside the visible spectral range As he cherishes for the light valve matrix projection

Anwendung findet.Applies.

Der Licht- bzw. Strahlungsausgang aus dem Projektor 10 ist dabei für erfolgreiche Betriebsweise mit den Fadenkreuzabbildungen und der Lichtgriffelsteuerung kritisch und läßt sich besser mit Hilfe des Diagramms nach F i g. 2 erläutern. Die vorzugsweise für die Erfindung verwendete Projektionslampe im Projektor 10 überstreicht im Wellenlängcnbereich des abgegebenen Lichtes den in F i g. 2 angedeuteten Spektralbereich, d.h. vom UV-Bereich mit Wellenlängen von 0,4 um, to über sichtbaren Spektralbereich mit Wellenlängen zwischen 0,4 bis 0,7 μπι, nahen Infrarotbereich mit Wellenlängen zwischen 0,7 und etwa 2,0 μπι bis zum Infrarot-Wärmestrahlungsbereich mit größeren Wellenlangen als 2 um. Im allgemeinen wird die in einem Projektionsanzeigesystem auf den Projektionsschirm projizierte Abbildung im Bereich des sichtbaren Lichtes gebildet. Sichtbares Licht dient dabei außerdem zur Abbildung des Fadenkreuzläufers. Demgegenüber ist zusätzlich bei der Erfindung jedoch die Fadenkreuzabbildung in einer weiteren Spektralkomponente vorgesehen. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung liegt diese zusätzliche Spektralkomponente im nahen Infrarotbereich, d. h. zwischen Wellenlängen von 0,7 μΐη und 1,0 μπι. Die Lichtgriffelsteueiung spricht gemäß der vorliegenden Erfindung ausschließlich auf diese zusätzliche Spektralkomponente an.The light or radiation output from the projector 10 is necessary for successful operation with the Crosshair images and the light pen control are critical and can be better understood with the help of the diagram according to FIG. 2 explain. The projection lamp preferably used for the invention in the projector In the wavelength range of the emitted light, 10 sweeps over the area shown in FIG. 2 indicated spectral range, i.e. from the UV range with wavelengths of 0.4 µm, to over the visible spectral range with wavelengths between 0.4 and 0.7 μπι, near infrared range with Wavelengths between 0.7 and about 2.0 μm to Infrared heat radiation range with wavelengths greater than 2 µm. Generally the in one Projection display system image projected onto the projection screen in the range of visible light educated. Visible light also serves to depict the crosshair. In contrast is In addition, however, the invention provides the crosshair image in a further spectral component. In the preferred exemplary embodiment of the invention, this additional spectral component is close at hand Infrared range, d. H. between wavelengths of 0.7 μΐη and 1.0 μπι. The light pen control speaks according to the present invention exclusively to this additional spectral component.

Die zusätzliche Spektralkomponente braucht für die Erfindung nicht unbedingt auf den nahen Infrarotbereich beschränkt zu sein, sondern könnte sich auch u. a. auf einen Bereich sichtbaren Lichtes, z. B. des roten Lichtes, erstrecken, wobei dann allerdings die Lichtventilmatrixabbildung im restlichen sichtbaren Spektralbereich, nämlich dem des Cyan-Lichtes. projiziert sein sollte. Dunkelbereiche innerhalb der Lichtventilmatrixprojektion würden dann im roten Licht erscheinen und Hellbereiche würden weiß sein. Hierbei würde dann die Lichtgriffeisteuerung nur auf die Rotiichtbereiehe allein ansprechen können.The additional spectral component does not necessarily need to be in the near infrared range for the invention limited, but could also include on an area of visible light, e.g. B. the red Light, but then the light valve matrix image in the rest of the visible spectral range, namely that of cyan light. be projected should. Dark areas within the light valve matrix projection would then appear in the red light and Light areas would be white. In this case, the light handle control would only focus on the red light area can address.

Wie in F i g. 3 gezeigt, besteht der X-Läufer aus einem -»ο Draht 164. der mit einem durch die Codiermittel 24 gesteuerten Motorantrieb in Verbindung steht. Der Y-Läufer wird von einem Draht 14Λ gebildet, der mit einem durch die Codiermittel 26 gesteuerten Motorantrieb in Verbindung steht. Die mechanische bzw. elektromechanische Betriebsweise der X- und V-l-äuferdrähte läßt sich in üblicher Weise durchführen. wobei dann u. U. auch andere als die gezeigten Mittel Verwendung finden können. Die Abbildung des X-Lauferdrahtes läßt sich mittels des Motorantriebes \on links nach rechts oder umgekehrt über den Projektionsschirm bewegen. Die Abbildung des V'-Läuferdrahtes läßt sich mit Hilfe des zugeordneten Motoramriebes von oben nach unter, oder von unten nach oben über den Projektionsschirm bewegen.As in Fig. 3, the X-runner consists of a - »ο wire 164 which is connected to a motor drive controlled by the coding means 24. The Y- runner is formed by a wire 14Λ, which is connected to a motor drive controlled by the coding means 26. The mechanical or electromechanical mode of operation of the X and V-runner wires can be carried out in the usual way. in which case other means than those shown may then also be used. The image of the X-runner wire can be moved over the projection screen by means of the motor drive \ on left to right or vice versa. The image of the V'-rotor wire can be moved from top to bottom or from bottom to top over the projection screen with the help of the associated motor drive.

Die in F i g. 4 gezeigte vergrößerte Ansicht des Lichtgriffels 20.4 besitzt das Abtastende 22,4. das bei Betrieb direkt dem Projektionsschirm zugewendet wird. Wird dabei das Lichtgriffelende 22 auf den Projektionsschirm gerichtet, dann bildet eine innerhalb des ω Lichtgriffels 2OA befindliche Linse 24 einen kleinen Projektionsschirmbereich auf die Blende 26 ab. Sowie die Abbildung des X-Läuferdrarnes den entsprechenden Projektionsschirmbereich überstreicht, gelangt das hierbei durch den Lichtgriffe! 204 erfaßte Licht auf das Filier 28, so daß der Ausgang der Photodiode 30. wie im Diagramm nach F i g. 5 gezeigt, momentan einen Ausschlag zeigt. Das durch das Filter 28 bei Erfassung der Fadenkreuzabbildung hindurchgelassene Licht besitzt eine Wellenlänge im nicht für die Abbildung der Lichtventilmatrix vorgesehenen Lichtbereich; also im einfachsten Falle außerhalb des sichtbaren Spektralbereichs. Wird von der zu diesem Zeitpunkt bekannton Lage des X-Läuferdrahtes ausgegangen, erfaßt ζ. Β. durch Codierscheibenanordnung oder Schriitschaltmotoranordnung, dann läßt sich die X-Koordinate des Lichtgriffels zum betreffenden Zeitpunkt Γι ermitteln. Zu einem unmittelbar dem Zeitpunkt 71 folgenden Zeitpunkt läßt sich der K-Läuferdraht ebenfalls in Bewegung setzen, um so noch die V-Koordinate des Lichtgriffels zu bestimmen.The in F i g. The enlarged view of the light pen 20.4 shown in FIG. 4 has the scanning end 22.4. which is turned directly towards the projection screen during operation. If the light pen end 22 is directed onto the projection screen, a lens 24 located within the ω light pen 20A images a small projection screen area onto the screen 26. As soon as the image of the X-runner drums over the corresponding projection screen area, it gets through the light handle! 204 detected light on the filer 28 so that the output of the photodiode 30. as in the diagram of FIG. 5 is currently showing a rash. The light transmitted through the filter 28 when the crosshair image is detected has a wavelength in the light range not provided for the image of the light valve matrix; so in the simplest case outside of the visible spectral range. If the position of the X-rotor wire known at this point in time is assumed, ζ is recorded. Β. by means of a coding disk arrangement or stepping motor arrangement, the X coordinate of the light pen can then be determined at the relevant point in time Γι. At a point in time immediately following point in time 71, the K rotor wire can also be set in motion in order to determine the V coordinate of the light pen.

Eine wesentliche, die Erfindung betreffende Eigenschaft des Lichtgriffels 2QA besteht darin, daß die Photodiode 30 auf die zusätzliche, außerhalb des sichtbaren Lichtbereiches gelegene Spektralkomponente bzw. außerhalb des Projektionslichtwellenbereichs der Lichtventilmatrix gelegene Lichtwellenlänge anzusprechen vermag, die ja uie Füdenkreuzabbüdürig auf dem Projektionsschirm bereitstellt. Die bevorzugte zusätzliche Spektralkomponente ist im nahen Infrarotbereich gelegen, d. h. bei einer Wellenlänge zwischen 0,7 μιη und 1,0 μίτι.An essential property of the light pen 2QA relating to the invention is that the photodiode 30 is able to respond to the additional spectral component located outside the visible light range or the light wavelength located outside the projection light wave range of the light valve matrix, which uie Füdenkreuzabbüdürig provides on the projection screen. The preferred additional spectral component is located in the near infrared range, ie at a wavelength between 0.7 μm and 1.0 μm.

Die Wechselwirkungsbetriebsweise zwischen Lichtgriffel- und Läuferdrahtabbildung läßt sich anhand der Diagrammdarstellung nach Fig. 5 näher erläutern. In F i g. 5 zeigt das obere Diagramm 34 den Photodiodenausgavg, wohingegen die untere Kurve 36 die Position der X-Läuferdrahtabbildung als Funktion der Zeit darstellt. Die Positionsinformjtion läßt sich z. B. mittels einer auf dem Motor zum Antrieb des X-Läufers angebrachten Codierscheibe anzeigen, wobei andererseits auch Zeitsteuerungsmaßnahmen oder dgl. ebensogut für diesen Zweck Anwendung finden könnten. Kreuzt die Abbildung des X-Läufers die Lichtgriffelposition beim Punkt 38. dann sinkt der Photodiodenausgarig 40 rn_Om_enian ab. Die zu diesem Zeitpunkt 71 bekannte Position des X-Läufers zeigt dann den X-Koordinatenwert der Lichtgriffelposition an.The mode of interaction between the light pen and rotor wire image can be explained in more detail with the aid of the diagram according to FIG. In Fig. 5 shows the upper diagram 34 the photodiode output, whereas the lower curve 36 shows the position of the X-runner wire image as a function of time. The Positionsinformjtion can be z. B. by means of a mounted on the motor to drive the X-rotor encoder disc, on the other hand, timing measures or the like. Could just as well be used for this purpose. Crosses the image of the X-runner the light pen position at point 38 then decreases the Photodiodenausgarig 40 rn from _O m _e nian. The position of the X-runner known at this point in time 71 then indicates the X-coordinate value of the light pen position.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung läßt sich hinsichtlich seines optischen Systems der Fig. 6 entnehmen. Eine Projektionslampe 42 strahlt sichtbares Licht 44. angedeutet durch den axialen Strahl. Licht im nahen Infrarotbereich 46. angedeutet durch den Doppelpfeil, und infrarotes Licht 48, angedeutet durch den Wellenpfeil, gleichzeitig ab. Die derart zusammengesetzte Gesamtstrahlung 44,46,48 wird durch die erste Kondensorlinse 50 parallelisiert und anschließend auf einen ersten Infrarotspiegel 52 übertragen, der zwar für sichtbares Licht 44 durchlässig ist. jedoch Infrarotlicht 48 und das im nahen Infrarotbereich gelegene Licht 46 reflektiert. Die Strahlungsanteile 46 und 48 werden dann auf einen ersten Spiegel 54 gelenkt, der Infrarotlicht 48 durchläßt und Licht im nahen Infrarotbereich 46 reflektiert, um sie auf eine Kondensorlinse 56 zu lenken. Das im nahen Infrarotbereich gelegene Licht 46 wird von einem zweiten Spiegel 58 auf einen im Projektionsstrahlengang gelegenen zweiten Infrarotspiegel 60 gelenkt.An embodiment of the invention can be seen in terms of its optical system of FIG remove. A projection lamp 42 emits visible light 44, indicated by the axial beam. Light in near infrared range 46 indicated by the double arrow, and infrared light 48 indicated by the wave arrow, at the same time. The total radiation 44, 46, 48 composed in this way is passed through the first Condenser lens 50 parallelized and then on a first infrared mirror 52 transmitted, although for visible light 44 is transparent. however, infrared light 48 and the near infrared light 46 reflected. The radiation components 46 and 48 are then directed onto a first mirror 54, the infrared light 48 transmits and reflects light in the near infrared region 46 to direct them onto a condenser lens 56. The light 46 located in the near infrared range is directed by a second mirror 58 onto a beam path in the projection located second infrared mirror 60 steered.

Das sichtbare Licht 44, das über den ersten Infrarotspiegel 52 und über eine dritte Kondensorlinse 62 gelangt, trifft auf eine Lichtventilmatrix. die sich in der Ebene 64 des Projektionsstrahl Sengangs befindet. Anschließend gelangt dann das sichtbare Licht 44 über den zuvor erwähnten zweiten Infrnrotspiegel 60. um von da ab zusammen mit dem Licht im nahen Infrarotbereich 46 seinen Weg über die AbbildungslinseThe visible light 44 coming through the first infrared mirror 52 and a third condenser lens 62 reaches a light valve matrix. which is in the plane 64 of the projection beam Sengang. Then the visible light 44 then passes through the aforementioned second infrared mirror 60 from then on, together with the light in the near infrared range 46, it makes its way over the imaging lens

66 fortzusetzen, die die in der Ebene 64 gelegene Lichtventilmatrixabbiidung auf die in der Ebene 68 gelegenen Fadenkreuzläuferdrähte überträgt. Das Licht setzt dann seinen Weg über eine Feldlinse 70 fort, die die Öffnung der Abbildungslinse 66 auf der Öffnung der Projektionslinse 72 abbildet. Die Projektionslinse 72 bildet dann die Ebene 68 auf einem hier nicht gezeigten Projektionsschirm ab. Damit kann der Projektionsschirm eine Abbildung der Lichtventilmatrix bereitstellen, dessen Abbildung auf die Ebene 68 übertragen worden ist, um außerdem eine Abbildung der Fadenkreuzläuferdrähte, die in dieser Ebene 68 gelegen sind, bereitzustellen.66 to continue mapping the light valve matrix image located in plane 64 to that in plane 68 located crosshair wires transfers. The light then continues its path via a field lens 70, the images the opening of the imaging lens 66 onto the opening of the projection lens 72. The projection lens 72 then images the plane 68 on a projection screen, not shown here. This allows the projection screen provide an image of the light valve matrix, transfer its image to plane 68 has been made to also provide an illustration of the crosshair wires located in this plane 68, provide.

Das der Fig.6 zugrundeliegende Ausführungsbeispiel bedient sich des Lichts im nahen Infrarotbereich 46 als der Spektralkomponenten, die über die Ebene 68 gelangt, um die Fadenkreuzläuferdrähte auf dem Projektionsschirm abzubilden, um dann anschließend, wie oben erwähnt, von der Lichtgriffelsteuerung erfaßt zu werden, die ihrerseits nur für das Licht im nahen Infrarotbereich 46 empfindlich ist. Es versteht sich, daß mancherlei Abwandlungen des in Fig.6 gezeigten Ausführungsbeispiels im Rahmen der Erfindung Anwendung finden können. So könnte z. B. der zweite Infrarotspiegel 60 dazu dienen, auf die in Ebene 64 gelegene Lichtventilmatrix eine im nahen Infrarotbereich gelegene Laserstrahlung zu richten, wie z. B. die eines Nd: YAG-Lasers, um Einschreibungen bzw. Aufzeichnungen in der Lichtventilmatrix vorzunehmen. Es dürfte sich außerdem verstehen, daß anstelle eines sirh an den sichtbaren Spektralbereich anschließenden Lichtwellenspektrums im nahen Infrarotbereich ebensogut auch eine besondere Lichtquelle mit entsprechendem Spektralbereich eng begrenzter Bandbreite Anwendung finden könnte. So könnte z. B. der für sichtbares Licht und für im nahen Infrarotbereich gelegenes Licht reflektierende, jedoch für den Infrarotbereich durchlässige Spiegel 54 durch eine Gaiiium-Ärsenid-lnfrarotdiode ersetzt sein.The embodiment on which FIG. 6 is based uses the light in the near infrared region 46 as the spectral components passing through the plane 68 arrives to display the crosshair wires on the projection screen, and then, as mentioned above, to be detected by the light pen control, which in turn only applies to the light in the vicinity Infrared region 46 is sensitive. It goes without saying that various modifications of the one shown in FIG Embodiment can be used within the scope of the invention. So could z. B. the second Infrared mirror 60 serve to provide a light valve matrix in the near infrared range on the light valve matrix located in level 64 to direct located laser radiation, such as B. that of an Nd: YAG laser, to record inscriptions or Make records in the light valve matrix. It should also be understood that instead of a sirh the light wave spectrum adjoining the visible spectral range in the near infrared range just as well also a special light source with a corresponding spectral range with a narrow bandwidth application could find. So could z. B. that for visible light and for in the near infrared range Located light reflecting, but transmissive for the infrared range mirror 54 by a Gaiiium arsenide infrared diode be replaced.

Ein anderes Ausführungsbeispiel mit reflektierender Lichtventilmatrix ist in F i g. 7 dargestellt. Hier strahlt eine Lichtquelle 80 Licht im sichtbaren Bereich 82, im nahen Infrarotbereich 84 und im Infrarotbereich 86 über eine erste Kondensorlinse 88 ab, die die von der Lichtquelle 80 ausgehende Strahlung parallelisiert. Das Licht gelangt über eine zweite Kondensorlinse 89 und führt zu einer Abbildung des Glühfadens auf einem ersten elliptischen Spiegel 90. der auf einer ersten Blendenplatte 94 gelegen ist. Der erste elliptische Spiegel 90 reflektiert sichtbares Licht, jedoch ist er für Infrarotstrahlung und für Strahlung im nahen Infrarotbereich lichtdurchlässig. Die erste Blendenplatte 94 enthält weiterhin eine Blende 91 und einen zweiten Spiegel 92, der auf der dem ersten elliptischen Spiegel 90 gegenüberliegenden Seite der ersten Blendenplatte 94 angeordnet ist. Diese erste Blendenplatte 94 ist für eine Lichtventilmatrix unter subtraktivem Betrieb geeignet. Demgegenüber ist eine zweite Blendenplatte 94/4 für additive Betriebsweise einer Lichtventilmatrix geeignet. Die zweite Blendenplatte 94/4 enthält hierzu einen dritten elliptischen Spiegel 9OA. einen auf der gegenüber dem dritten elliptischen Spiegel 9OA gegenüberliegenden Seile angebrachten vierten Spiegel 92/4 und zusätzlich einen lichtundurchlässigen Bereich 93Λ. Das durch den dritten elliptischen Spiegel 9OA gelangende Licht im nahen Infrarotbereich 84 und im Infrarotbereich 86 setzt seinen Weg fort und wird über die zweite Kondensorlinse 96 auf einen für sichtbares Licht und für im nahen Infrarotbereich gelegenes Licht undurchlässigen, jedoch für Wärmeinfrarotlicht durchlässigen Spiegel 98 übertragen. Das im nahen Infrarotbereich gelegene Licht 84 wird durch den Spiegel 98 reflektiert und gelangt über die Kondensorlinse 96, um den Glühfaden auf dem vierten Spiegel 92A abzubilden. Das sichtbare Licht 82 wird durch den ersten Spiegel 90 bzw. dritten Spiegel 90Λ reflektiert und gelangt über eine telezentrisch^ Schlierenlinse 100 auf eine reflektierende Lichtventilmatrix 102. Die reflektierende Lichtventilmatrix 102 reflektiert das sichtbare Licht 82 über die Schlierenlinse 100 auf Blende 91 in der Blendenplatte 94 bzw. rund um den lichtundurchlässigen Bereich 93Λ der Blendenplatte 94Λ. Das sichtbare Licht 82 und das im nahen Infrarotbereich gelegene Licht 84 gelangen über eine Parallelisierungslinse 103, um im Zusammenwirken mit der Schlierenlinse 100 die Lichtventilmatrix 102 in der Ebene 104 abzubilden, wo die Fädenkfeüziäüferdrähie gelegen sind. Die Feidlinse 106 bildet die Abbildung dei Parallelisierungslinse 103 auf die Öffnung der Projektionslinse 108 ab, die ihrerseits die Ebene 104 auf einen hier nicht gezeigten Projektionsschirm abbildet.Another embodiment with a reflective light valve matrix is shown in FIG. 7 shown. Here a light source 80 emits light in the visible range 82, in the near infrared range 84 and in the infrared range 86 via a first condenser lens 88, which parallelizes the radiation emanating from the light source 80. The light passes through a second condenser lens 89 and leads to an image of the filament on a first elliptical mirror 90, which is located on a first diaphragm plate 94. The first elliptical mirror 90 reflects visible light, but it is transparent to infrared radiation and to radiation in the near infrared range. The first diaphragm plate 94 furthermore contains a diaphragm 91 and a second mirror 92, which is arranged on the side of the first diaphragm plate 94 opposite the first elliptical mirror 90. This first diaphragm plate 94 is suitable for a light valve matrix with subtractive operation. In contrast, a second diaphragm plate 94/4 is suitable for the additive mode of operation of a light valve matrix. For this purpose, the second diaphragm plate 94/4 contains a third elliptical mirror 90A. a fourth mirror 92/4 attached to the cable opposite to the third elliptical mirror 90A and an additional opaque area 93Λ. The light in the near infrared range 84 and in the infrared range 86 passing through the third elliptical mirror 90A continues its path and is transmitted via the second condenser lens 96 to a mirror 98 which is opaque to visible light and light in the near infrared range, but permeable to thermal infrared light. The near infrared light 84 is reflected by mirror 98 and passes through condenser lens 96 to image the filament on fourth mirror 92A. The visible light 82 is reflected by the first mirror 90 or third mirror 90Λ and reaches a reflective light valve matrix 102 via a telecentric Schlieren lens 100. The reflective light valve matrix 102 reflects the visible light 82 via the Schlieren lens 100 onto the aperture 91 in the aperture plate 94 or around the opaque area 93Λ of the diaphragm plate 94Λ. The visible light 82 and the light 84 in the near infrared range pass through a parallel lens 103 in order, in cooperation with the Schlieren lens 100, to image the light valve matrix 102 in the plane 104, where the filament cords are located. The field lens 106 images the image of the parallelizing lens 103 onto the opening of the projection lens 108 , which in turn images the plane 104 onto a projection screen, not shown here.

Es versteht sich, daß die Erfindung ebensogut auch zur Abbildung einer Kathodenstrahl-Bildschirmabbildung oder dgl. Verwendung finden kann, falls eine Projektionsanzeige hiermit vorgesehen ist. Die Erfindung ist im besonderen Maße für Projektionsabbildungssysteme geeignet, die sich einer reflektierenden Flüssigkristall-Lichtventilmatrix bedienen.It will be understood that the invention can also be used for imaging a cathode ray screen image Or the like. Can be used if a projection display is provided with it. The invention is particularly suitable for projection imaging systems that use a reflective Operate liquid crystal light valve matrix.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Projection arrangement with light pen scanning, in which light in the visible spectral range for the purpose of projecting the image onto the screen via the field lens and projection lens together with light in an invisible spectral range for the purpose of taking place by means of the light pen Scanning of surface areas that appear on the screen in the form of appropriately illuminated areas Information for illuminating the screen is used, characterized in that a both in the visible and in the invisible spectral range on the screen (12) as a position indicator projected crosshairs (14,16) with his Crossing point (18) on any, through the only on the invisible spectral range appealing light pen (20) to be defined location on the screen (12) with simultaneous display its coordinate values is adjustable

2. Projection arrangement according to claim 1, characterized in that that anyway! of a horizontally and a vertically under the purpose of coordinate display each time linear drive control (24, 26; Figure 3) lying displaceable vertically clamped and a horizontally clamped filament (16/4, I4A) and existing in the two spectral regions common beam path crosshairs (104: Figure 7) is arranged in front of the field lens (106).

3. Projection arrangement according to claim 2, characterized in that the horizontally braced (14A) and the vertically braced thread (\ 6A) are each individually displaceable over the screen (12) until the light pen (20) is addressed.

4. Projection arrangement at least according to claim 1, characterized in that the invisible Spectral range between 0.7 and 1.0 μίτι lies.

5. Projection arrangement according to claim 1 or claim 4, characterized in that the light for the light pen control and for the projection of the image from one and the same light source comes from.

6. Projection arrangement according to claims 1 to 5, characterized in that the projected « Image on a reflective light valve matrix in the form of a controllable liquid crystal cell is based.

7. Projection arrangement according to claims I.

to 4, characterized in that the projected image is on a light-emitting screen surface is based.